Fluidos

“AÑO DE LA INTEGRACIÓN NACIONAL Y EL RECONOCIMIENTO DE NUESTRA DIVERSIDAD”



SISTEMA DE LÍNEA DE TUBERÍAS EN SERIE Y PARALELO

CÁTEDRA : MECÁNICA DE FLUIDOS I

ALUMNOS : MAYTA SUAREZ, Simon Alejandro.

SEMESTRE : V

HUANCAYO - 2012

DEDICATORIA:

El presenta trabajo está dedicado a todas aquellas personas que hacen todo lo posible por mejorar cada día de lavida y demostrando que todo se puede.
El presenta trabajo está dedicado a todas aquellas personas que hacen todo lo posible por mejorar cada día de la vida y demostrando que todo se puede.

TUBERÍAS EN SERIE

En las tuberías en serie, el caudal que circula por ellas es el mismo, y la pérdida de carga es suma de la de cada una.

Se pueden considerar como una única tubería cuya resistencia esla suma de las resistencias individuales.

Cuando dos o más tuberías de diferentes diámetros o rugosidades se conectan de manera que el flujo pasa a través de ellos sin sufrir derivaciones se dice que es un sistema conectado en serie.
Las condiciones que deben cumplir en un sistema en serie son:
Continuidad
Q=A1v1=A2v2=…=A1v1

Donde Ai yvi, son el área de la sección transversal y lavelocidad media respectivamente en la tubería i.

La suma de las perdidas por fricción y locales es igual a las pérdidas de energía total del sistema.
hpsistemaenserie=hpfriccion+hplocales

Las pérdidas por fricción pueden calcularse usando la ecuación de Darcy-Weisbach o la de Hazen-Williams, según el caso.

SOLUCION DEL SISTEMA EN SERIE SEGÚN LA FORMULA DE DARCY-WEISBAH
Un problema típico detuberías en serie en el mostrado en la fig.5, en el cual (a) se desea conocer el valor de H para un caudal dado o bien (b) se requiere el caudal para un valor de H dado.

Aplicando la ecuación de Bernoulli entre los puntos A y B (en los niveles de la superficie de los depósitos) obtenemos la siguiente expresión.

H=kentradav122g+kexpancionv122g+ksalidav222g+γ1+L1D1v122g+γ2L2D2v222g

Usando laecuación de continuidad

v1πD124=v2πD224

Despejando v2 en función de v1, obtenemos

v122g=v122g=D1D24

Sustituyendo estas expresiones ken la expresión original, tenemos

H=v122gkentrada+kexpansion+ksalidaD1D24+γ1L1D1+L1D2D1D24 (5)

Generalizando:
H=v122gk0+k1γ1+k2γ2 (6)

Donde k0,k1,k2 son constante obtenidas de losvalores físico–hidráulico de las tuberías.
Resolvamos el inciso a, donde se quiere conocer la carga H, conociendo el caudal. En esta solución, el inconveniente es determinar los coeficientes de fricción, de cada tubería, los cuales dependen del número de Reynolds y la rugosidad relativa correspondiente a cada tramo, a través del diagrama de Moody o por fórmulas de cálculo, donde los valores es unafunción de los datos del problemas y la solución es en forma directa.

Si el valor dado es H, inciso b, aquí se presenta una solución iterativa para la determinación del caudal; despejando la velocidad en la ecuación (6), se representa un proceso para la solución:

* Suponer valores de los coeficientes de fricción de cada tramo en el intervalo de 0.02-0.04.
* Calcular la velocidaddespejada en la ecuación (6).
* Calcular la velocidad de los demás tramos a través de la ecuación de continuidad.
* Calcular los números de Reynolds de cada tramo con sus respectivas velocidades y con sus rugosidades relativas, obtener nuevos valores de los coeficientes de fricción de cada tramo a través del diagrama de Moody o fórmulas de cálculo.
* Repetir los pasos 2 al 4, hasta que loscoeficientes de fricción de cada tramo converjan a una solución.

TUBERIAS EN PARALELO

Cuando dos o más tuberías están en paralelo, el caudal es la suma de los caudales individuales, pero la diferencia de altura entre los extremos -la pérdida de carga- es la misma para todos.

Las ecuaciones que rigen las tuberías en paralelo son las siguientes:

Los caudales se pueden despejar en...